北京
IT之家 8 月 12 日消息，埃隆·马斯克酝酿的“Terafab”超大规模芯片生产设施，可能在光源技术上走出截然不同的路线。据马斯克暗示，该设施有望采用自由电子激光器（FEL）作为极紫外（EUV）光源，取代当前ASML独家主导的激光产生等离子体（LPP）方案。马斯克在回应社交平台X上的相关讨论时，以一句“自由电子激光器万岁”表明态度，令业内对这一技术路线的前景再添关注。 IT之家了解到，目前芯片先进制程大规模量产所依赖的EUV光刻，光源几乎全部基于LPP技术。其原理是用高功率激光持续轰击高速飞行的锡液滴，使锡材料被电离为高温等离子体，进而辐射出波长13.5纳米的极紫外光。这套方案虽已是业界主流，却长期伴随两大痛点：一是能量转换效率极低，输入电能中仅约0.1%最终转化为EUV光输出；二是激光轰击锡滴会产生碎屑与污染物，加快光学部件损耗，推高维护频率和成本。 尽管LPP存在明显短板，它仍是目前唯一实现规模化商用的EUV光源，一个重要因素在于设备体积相对紧凑——整套光源系统只有几立方米，可以直接集成到光刻机内部，便于在传统晶圆厂中部署。 相比之下，自由电子激光器走的完全是另一条路径。它不依赖等离子体，而是将高能电子束加速到接近光速，令其穿过一系列磁极交替排列的磁铁阵列。电子在磁场中振荡时，会释放出方向性极强、亮度极高的相干光束。通过调节电子能量和磁铁间距，FEL理论上既能覆盖13.5纳米波长以满足现行EUV工艺，也有潜力向6.x纳米甚至更短波长延伸，为下一代光刻预留空间。 此外，FEL不需要使用锡液滴，因此天然规避了锡污染问题，进而减少光学器件损耗和停机维护时间。功耗方面的优势同样显著：现有LPP技术每产生1千瓦EUV光输出，大约需要4.4兆瓦输入功率；FEL理论上仅需约0.7兆瓦，对应效率提升幅度超过6倍。 不过，FEL方案并非没有“软肋”。其系统体积极为庞大，若放进传统半导体晶圆厂，往往难以预留足够的安装空间。但马斯克构想的Terafab本身就被定义为超大规模生产设施，占地面积不再是首要约束，反而更适合部署集中式FEL-EUV光源系统。 商业化时间表是FEL-EUV面临的最大不确定因素。目前市场上尚无成熟的FEL光源供应商，最受关注的初创公司之一xLight虽已获得美国政府投资，并由前英特尔CEO帕特·基辛格出任董事长，但其预计最快也要到2028年才能交付可工作的原型机。另据《华尔街日报》报道，ASML当前最先进激光器可产生波长约13.5纳米的极紫外光，而xLight的目标则是将波长精确做到2纳米量级，两者在技术指向上存在明显差异。 但值得注意的一点是，即便Terafab最终选择FEL路线，也未必能就此绕开ASML。一套完整的光刻系统远不止光源本身，还包括光学系统、掩模版及控制系统，而这几大核心模块恰恰都掌握在ASML手中。换言之，马斯克设想的FEL-EUV方案若要落地，仍需依赖ASML提供兼容的光刻系统。与此同时，台积电和三星持续推进先进制程产能扩张，Terafab未来要实现大规模量产，如何与既有光刻产业链协同，才是真正决定其成败的关键命题。
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